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三氧化二锑是通用的阻燃协效剂之一,用作添加型阻燃剂

发布日期:2018/3/20 10:29:35

【背景及概况】[1][2]

多数高分子材料具有易燃性,其在燃烧过程中会产生大量的浓烟和有害气体,严重危及人类的生命安全,因此对其进行阻燃处理是很有意义的。三氧化二锑是一种高效添加型阻燃剂,可独立使用亦可与其他阻燃剂消烟剂并用协同阻燃。

三氧化二锑Sb2O3又称锑白,由于其与卤系阻燃剂并用时具有极好的协同阻燃增效作用,而广泛用作各种合成材料的助阻燃剂,而聚氯乙烯本身是含卤素的聚合物,使三氧化二锑在阻燃聚氯乙烯塑料中的应用具有特殊性,应用领域也更加普遍。三氧化二锑主要用作合成材料的阻燃组分。此外还可用作显像管、荧光灯管等用的高级玻璃澄清剂、涂料、颜料添加剂(以改善耐水性、颜色持久性和难燃性)、搪瓷、陶瓷、玻璃的耐热着色剂和釉剂,碱性染料媒染剂,石油化工与合成纤维工业用催化剂以及制造锑盐的原料。

【结构】[2]

分子式Sb2O3,分子量291.6,结构如下:OSb-O-SbO

【理化性质】[2]

白色斜方或立方晶体或灰色粉末。见光变桃红色或褐色。有金属光泽或丝绢光泽。相对密 度5.20(2/4℃),熔点656℃,沸点1550℃(升华),硬度为2.5-3.0。难溶于水,溶于浓盐酸、硫酸、碱和酒石酸溶液中。三价锑盐溶液和氨、碱金属、氢氧化物、碳酸钾等作用生成三氧化锑,为两性氧化物。加热色变黄,熔融变黄色液体,放冷转为白色,见光易分解变褐色。

【生产工艺】[3]

1. 锑矿法:将辉锑矿与焦炭分别粉碎后,混合均匀,在焙烧炉中焙烧,温度在1000 ℃以上,这时生成的三氧化二锑以气体形式挥发出来,经冷凝收集.将收集的含较多杂质的粗三氧化二锑加入还原炉,以焦炭为还原剂和燃料,用纯碱作为助熔剂,在还原炉中加热熔融,进行还原反应。此过程在工业上叫炼锑。将炼成的金属锑先经粉碎,再在氧化炉中与空气进行氧化反应,通过捕集器,将生成的三氧化二锑捕集下来,包装即得成品。反应式如下:

2. 氨解法:将金属锑与氯气进行氯化反应生成三氯化锑,再经水解、氨解后,干燥即得成品。反应式如下:

【产品标准】[3]

【应用】[3][4][5][6][7]

1. 阻燃:三氧化二锑是通用的阻燃协效剂之一,用作添加型阻燃剂,单独使用时阻燃作用很小(除非被阻燃聚合物已含有卤素),与卤系阻燃剂并用时,可大大提高卤系阻燃剂的效能,是用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚苯乙烯、环氧树脂、聚氨酯等塑料的通用阻燃剂。三氧化二锑的阻燃机理属于气相阻燃机理,在燃烧初期,首先是熔融过程,在材料表面形成保护膜以隔绝空气,通过内部吸热反应来降低燃烧温度;在高温状态下三氧化二锑被汽化,稀释空气中的氧浓度,从而起到阻燃作用。三氧化二锑的熔点为656℃,沸点为1 425℃ ,单独使用时阻燃效果不显著。通常利用三氧化二锑优良的协同效应,将其与其它阻燃剂并用来达到阻燃目的。

2. 可用于制造酒石酸锑钾、颜料、瓷器釉彩、媒染剂等。

3. 聚酯缩聚时的催化剂:催化剂级三氧化二锑是一种重要的化工原料,其作为聚酯缩聚反应过程中的催化剂时,要求该催化剂不仅要有较高的纯度,而且不含有高价的四三氧化二锑,同时还要求具有较高的催化活性。催化剂级三氧化二锑制备方法,包括以下步骤:包括金属锑融化,生成三氧化二锑炉气和三氧化二锑炉气冷却、结晶,再用收尘系统捕集得到平均粒径0.1~0.5μm、主成分Sb2O3>99.9%、325目筛余物少于0.002%、EG透过率>98%、白度大于99、b值低于0.9的催化剂级三氧化二锑,该方法具有质量稳定、产能大、能耗低、生产操作控制稳定、原料适应能力强,有显著的经济效益。

4. 抗肿瘤:研究发现酒石酸锑钾(PAT)、三氧化二锑等三价锑剂和As2O3

一样能显著抑制白血病细胞、恶性 B 淋巴细胞生长,诱导肿瘤细胞凋亡。微摩尔浓度 PAT、Sb2O3即可抑制白血病及淋巴瘤细胞生长,而对正常的淋巴细胞无影响。PAT、Sb2O3等三价梯剂与全反式维甲酸之间无交叉耐药,抑制细胞生长所需的浓度,机体能很好耐受而无明显毒副作用,在血液系统疾病治疗中有一定的应用前景。试验证明三氧化二锑能抑制体外培养的人卵巢癌 SKOV3细胞的生长,并呈时间和剂量依赖性;三氧化二锑能诱导SKOV3 细胞凋亡,诱导凋亡可能为其抑制细胞生长的机制之一;细胞凋亡可能与下调 bcl-2 蛋白的表达,上调 bax蛋白表达有关,这可能是其诱导 SKOV3 细胞凋亡的途径之一。

【参考文献】

[1] 亢庆卫, 罗权焜. 以三氧化二锑为协效剂的复合阻燃剂对 MVQ 硫化胶阻燃性能的影响[J]. 橡胶工业, 2004, 51(11): 651-655.

[2] 马世昌 主编.无机化合物辞典.西安:陕西科学技术出版社.1988.第46页.

[3] 《实用化学品配方手册》编委会 编著.实用化学品配方手册.成都:四川科学技术出版社

[4] 杨丽萍. 三氧化二锑对人卵巢癌细胞株 SKOV3 增殖抑制的研究[D]. 河北医科大学, 2007.

[5] 黄云翔. 三氧化二锑的性质及其在阻燃聚氯乙烯塑料中的应用[J]. 聚氯乙烯, 1997 (2): 20-23.

[6] 赵胜利. 三氧化二锑表面改性及其阻燃应用研究[D]. 内蒙古农业大学, 2014.

[7] 石建荣;刁守国;王松林;唐贤华;蒙飞碧;马柳军;韦华;黄卫扬.催化剂级三氧化二锑制备方法.CN102616847,申请日 2012-04-05